標(biāo)準(zhǔn)名稱 碳纖維增加塑料孔隙含量檢驗方法(顯微鏡法) 標(biāo)準(zhǔn)類型 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)名稱(英) Test method for void content of carbon fiber reinforced plastics by microscopy 國際代碼 UDC 678.077:677.52.017.224.2 代替標(biāo)準(zhǔn)號 代替 3365-82 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布單位國家標(biāo)準(zhǔn)局發(fā)布 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布日期 1982-12-28發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)實施日期 1983-10-01實施
本方法適用于測定單向、正交及多向鋪層的碳纖維增強塑料的孔隙含量。 本方法可供材料驗收和工藝技師控制用。 1 原理 本方法是用一個裝有一平方厘米400格的目鏡網(wǎng)板的反射顯微鏡觀測被測試樣的孔隙面積 。 按照統(tǒng)計學(xué)原理,覆蓋在孔隙上的方格面積與被測剖面面積之比相當(dāng)于材料的孔隙含量 。 2 試樣及其制備 2.1 取樣 2.1.1 按材料或部件技術(shù)條件規(guī)定確定取樣方式及樣品個數(shù)。 2.1.2 單向鋪層的樣品,在垂直于纖維軸向切取至少5個橫截面長為10mm、寬為樣品全厚 、高(即沿纖維軸向)為10mm的試樣。 2.1.3 正交及多向鋪層的樣品,在垂直于纖維軸向,互相垂直的兩個面上至少各取3個橫 截面長為10mm、寬為全厚、高為10毫米的試樣。 2.1.4 試樣在切取過程中,應(yīng)防止產(chǎn)生分層、振裂、過熱等現(xiàn)象。 2.2 制樣 2.2.1 測量試樣橫截面的長度和寬度,1到0?01mm。 2.2.2 試樣的包埋:將測量后的試樣包埋于適當(dāng)?shù)陌駝┲小0駝┛刹捎?18環(huán)氧樹脂 每10g加多乙烯多胺1g,室溫放置24h。也可以采用其他包埋材料。 2.2.3 試樣的磨平和拋光:將包埋好的試樣在金相磨片機上依次用由粗到細的水磨砂紙在 流動水下濕磨,而后在拋光機上用適當(dāng)?shù)膾伖饪椢?如絲絨)和拋光膏拋光,直至顯微剖面清 晰可見。拋光膏可選用氧化鎂、4號拋光膏、W1或W0?5人造金剛石研磨膏。在磨平、拋光過 程中,每更換一次砂紙都應(yīng)將試樣徹底清洗干凈。如有拋光膏堵塞孔隙現(xiàn)象,可用超聲波清 洗器清洗試樣。 3 試驗用設(shè)備和材料 3.1 試驗用設(shè)備 3.1.1 反射顯微鏡,附有目鏡網(wǎng)格、測微尺等附件。 3.1.2 磨片、拋光設(shè)備。 3.1.3 圖相分析儀。 3.1.4 超聲波清洗器。 3.2 試驗用材料 3.2.1 包埋用材料 3.2.2 水磨砂紙。 3.2.3 拋光織物及拋光膏。 3.2.4 照相器材。 3.2.5 計數(shù)用的透明方格膠片。 4 孔隙測定 孔隙測定可視具體情況采用顯微鏡標(biāo)尺測定法(A法)、圖相分析儀法(B法)及放大方格計數(shù) 法(C法)三種。 4.1 顯微鏡標(biāo)尺測定法(A法) 將制備好的試樣置于反射顯微鏡的載物臺上。首先,在100倍下迅速將整個剖面觀察一 遍,調(diào)整放大倍數(shù),使絕大部分孔隙的面積大于1/4格。然后,用裝在目鏡中的網(wǎng)格對孔隙 面積進行計算。記下落在孔隙上的格子數(shù)目,以1/4格為最小計數(shù)單位,大于1/4格的記作1/ 2格,大于1/2格的記作3/4格,大于3/4格的記作1格。目鏡網(wǎng)格每格面積要在選定的放大倍 數(shù)下以測鏡尺進行標(biāo)定。試樣的孔隙含量即用孔隙總面積與被測試樣剖面面積之比求得。 4.2 圖相分析儀法(B法) 此方法可采用試樣及顯微照片兩種方式在圖相分析儀上測定孔隙1面積或孔隙面積與 試樣面積的百分比。試樣及顯微照片均應(yīng)符合儀器要求,即孔隙與其他部分的亮度反差要明 顯,使儀器可以區(qū)分開來。 4.3 放大方格計數(shù)法(C法) 此方法是在放大10倍顯微鏡照片上覆蓋透明方格紙或透明毫米紙,記下落在孔隙上的 格子數(shù)(也以1/4格為最小單位)。透明方格紙的方格面積要事先進行標(biāo)定??紫犊偯娣e與顯 微照片面積之比即為試樣孔隙含量。 5 試驗結(jié)果的計算 5.1 不論用顯微鏡標(biāo)尺法、圖相分析儀法或放大方格計數(shù)法均應(yīng)求出每個試樣的被測面積 內(nèi)的孔隙個數(shù),孔隙面積的最大最小值,孔隙的總面積和孔隙含量(%)。 5.2 樣品的孔隙含量以所有被測試樣的孔隙含量的算術(shù)平均值、標(biāo)準(zhǔn)誤差和離散系數(shù)表示 。 5.2.1 單個試樣孔隙含量的測定值X(%)按下式計算: Nv·Ag X=-----------……………………………………(1) A 式中:Nv——孔隙所占格子數(shù); Ag——每格面積,mm[2]; A——單個試樣剖面面積,mm[2]。 - 5.2.2 樣品孔隙含量的算術(shù)平均值X(%)按下式計算: n ?Xi - i=1 X=-------…………………………………………(2) n 式中:Xi——單個試樣測定值,%; i——1、2、3、4……、n; n——試樣個數(shù)。 5.2.3 樣品孔隙含量的標(biāo)準(zhǔn)誤差S(%)按下式計算: n - ?(Xi-X)[2] i=1 S=--------------- ………………………………(3) n-1 5.2.4 樣品孔隙含量的離散系數(shù)CV(%)按下式計算: S Cv=-----×100 ……………………………………(4) - X 6 試驗報告 試驗報告應(yīng)包括以下內(nèi)容: a?試驗項目名稱; b?樣品名稱、批號和來源; c?試驗方法標(biāo)準(zhǔn); d?測定孔隙所用方法; e?試驗結(jié)果包括單個試樣孔隙含量值,每組試樣孔隙含量的算術(shù)平均值、標(biāo)準(zhǔn)誤差和離 散系數(shù); f?根據(jù)需要,提供孔隙分布圖及形貌說明; g?試驗人員、日期及其他。 ______________ 附加說明: 本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國航空工業(yè)部提出,由全國塑料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會纖維增強 塑料分會歸口。 本標(biāo)準(zhǔn)由航空材料研究所負責(zé)起草。 本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人滿淑鵬、張錫昌。

